Co jsou nádorové markery
Nádorově specifické antigeny ( TSA) -
jejich přítomnost musí být prokázána výlučně na nádorových buňkách
S nádorem asociované antigeny (TAA) - za určitých okolností prokazatelné i jinde. Jsou malým dílem TSA „Biochemické“
Perspektivní nádorové markery
nádorové markery lze dělit na:
hormony (hCG, kalcitonin, katecholaminy) onkofetální antigeny ( AFP, CEA) enzymy ( PAcP, NSE) specifické proteiny (imunoglobuliny, PSA) muciny, glykoproteiny (CA 125, CA 15-3, CA 19-9)
Nekulová M.
Biologické nádorové markery
Onkogen Gen buněčného nebo virového původu zodpovědný za rychlý a nekontrolovaný růst živočišných buněk, mutovaný gen vznikne z protoonkogenu (potenciálního onkogenu), který po aktivaci je schopen vyvolat neoplastickou trnsformaci
Jsou uváděny jako prognostické parametry. Jedná se o heterologní kategorii enzymů a proteinů, z nichž mnohé jsou spojeny s onkogeny a antionkogeny.Patří sem: solubilní markery krevní a humorální, s tkání spojené markery ( HL antigeny, horm.receptory) cytoskeletální proteiny,faktory angiogeneze, adhezivity, růstové faktory, onkogeny, antionkogeny, geny apoptózy, cykliny, součásti telomerového systému Tyto parametry jsou též schopné předvídat relaps dříve než je detekovatelný klinicky
HER2/neu a telomeráza
HER2/neu ( c-erbB-2) onkogen kóduje stejnojmenný protein
transmembránový, který je z části homologní s receptorem růstového epidermálního faktoru, jehož intracelulární doména vykazuje tyrozinkinázovou aktivitu, přechází do séra a může být stanovena také imunochemicky. Gen je amplifikován u 20-40% ca prsu a ovaria a exprese onkoproteinu je výrazně zvýšena. Tyto nádory zvýšeně proliferují a jsou agresivnější. Zkouší se specifická terapie antiHER2/neu herceptinem. Telomeráza je ribonukleoproteinový enzym zaručující immortalitu buňky tím, že udržuje telomery v dostatečné délce - přidává sekvenci několika nukleotidů (u nádorových, kmenových a zárodečných buněk). Ostatní buňky ji nemají, stárnou zkracováním specifických zakončení eukaryotických chromozomů - telomer. Telomeráza je prognostickým markerem vývoje nádoru.
aktivace formou bodové mutace, amplifikace, translokace, transdukce apod.
Dihydropyrimidin dehydrogenáza (DPD)
Je prediktorem léčebné odpovědi terapie 5-FU u kolorektálního ca (je prvním metabolickým krokem 5FU, degraduje 80% 5-FU a její vysoká aktivita v buňce působí předčasnou inaktivaci cytostatika. Naopak deficience v organismu může vést k toxicitě. Spolu s tymidylát syntázou a tymidin fosforylázou ( též enzymů metabolismu 5-FU) umožňuje optimalizaci terapie
1
Klasifikace současných nádorových markerů
nádorem tvořených:
1/ antigeny onkofetální(AFP,CEA), onkoplacentární (hCG), „karbohydratové“ Ag,muciny, Ag krevních skupin (CA 125), specifické (PSA, SCC, CYFRA 21-1), proliferační (TPA-S), paraproteiny
2/ metabolicky aktivní látky (hormony, enzymy, metabolity) 3/ onkogeny a antionkogeny ( p53)
s nádorem sdružených:
1/ plasmatické bílkoviny (CRP) 2/ receptory (ER,PR) 3/ jiné (KM, polyaminy, neopterin, Hb ve stolici)
Základní předpoklady správného užití TM: • nádorové markery jsou součástí diagnosticko-léčebných protokolů • k výběru vhodného nádorového markeru existují doporučen specializovaných pracovních skupin • nutná správná indikace vyšetření (výjimečně screening, diagnostika), staging, •nejčastěji monitorování v optimálních časových intervalech • a hodnocení efektu terapie
OR (odds ratio, poměr šancí) nebo též relativní riziko RR = výskyt faktoru u nemocných / výskyt faktoru u zdravých
Klasifikace nádorových markerů dle biologické reakce při neoplasii
Diferenciace: CEA, AFP, hCG, CA 15-3. CA 125, CA 19-9, PSA, NSE)
Proliferace: TPS ROZPAD: CYFRA 21-1
Diagnostická efektivita = SN+SP/ SN+SP+FN+FP
EGTM ( European Group on Tumor Markers) se věnuje aspektům vyšetřování markerů i kriteriím, která musí být při jejich vyšetřování splněna ( specificita nejméně 90%, hodnocení senzitivity, pozitivní a negativní prediktivní hodnoty, užité metody statistického vyhodnocení – jednorozměrná i mnohorozměrná analýza ). Do medicíny vstupuje vedle genomiky i proteomika, nové postupy molekulární biologie, stejně jako nové přístupy v diagnostice i monitorování průběhu choroby. Vyvstává nutnost standardizace vyšetřování markerů, vytváření dalších doporučení podobných těm, které ASCO vytvořilo v r. 1996, 1998 a 1999 pro vyšetřování karcinomu prsu i kolorekta. EBM (medicína založena na důkazech) musí zajišťovat racionální odborné užití nových diagnostických i monitorovacích metodik tak, aby nedocházelo k nadměrné ani nedostatečné terapii.
2
Historie
Klasifikace tumor markerů
1847:
• Bence-Jones protein
• precipitated protein i acidified boiled urine – (monoclonal light chain)
enzymes: (LDH, NSE, etc hormones: catecholamines, hCG, ACTH oncofetal antigens: AFP, CEA, PSA „specific“ antigens: CA15-3, CA19-9, CA125 hormone receptors genetic markers: oncogenes, tumor suppressors
1928 ectopic hormone syndrome 1930 hCG … 1985 Knudson - a two hit hypothesis
Metody analýzy tumor markerů
Carcinoembryonic antigen (CEA)
Quantitative automated immunoassays • dominant analytical approach
manual ELISAs determination of activity (enzymes) determination of ligand binding activity chromatographic techniques (catecholamines)
Alfa-fetoprotein (AFP)
glykoprotein ( mol.weight of 70,000D) v žloutkovém vaku, fetálních játrech a GIT peak ve fetálním séruv 12.-16. týdnu v mateřském séru je peak v 32.-36. týdnu gravidity (parameter antenatální péče) pro dg defektů neurálních, Down sy (v plodové vodě ) pro dg a monitorováníf hepatocelulárního ca pro monitoring terapie germ cell tumors (varle, vaječník) pro screening chronické HBs-positive hepatitis (2x/rok)
glykoprotein (M.H.180,000D) 6 antigenních determinant produkován během embryonálního a fetálního období v GIT a séru fetu hladina je ovlivněna u kuřáků zvýšen u adenoca (colorectal, pancreatic, breast, gastric, lung) hlavní využití pro dg návratu choroby a efekt terapie
Cancer antigen 15-3 (CA 15-3)
mucin-glykoprotein (M.H.300,000D) sensitivita zejména pro karcinom prsu hlavní indikace je monitoring průběhu a terapie C50 zvýšená hodnota také u pokročilých stadií jiných adenoca (ovarian, cervical, endometrial ca)
3
Cancer antigen 125 (CA 125) ROC křivky CA15-3, CEA a TPS u ca mammae
Carbohydrate antigen 19-9 (CA 19-9)
glykolipid, v mucinosních ca pacienti s vzácnou krevní skupinou (Le a-b-) ho neprodukují ( 3-7% populace) je marker volby pro pankreatický ca (82% sensitivity je zvýšen u gastrointestinálních tumorů a in mucinosních ovarialních tumorů je vylučován žlučí - cholestasa může působit falešnou positivitu
Cytokeratin 19 fragment (CYFRA21-1)
Cytokeratiny jsou nerozpustné podpůrné proteiny buněk charakterizovanépomocí monoklonálních Pt cytokeratinové fragmenty jsou rozpustné v séru CYFRA 21-1 (M.H. 30,000D) je marker vhodný pro non-small-cell lung cancer (NSCLC) - sensitivita 4080% dle klinického stadia je markerem muscle-invasive bladder carcinoma falešná positivitau renálního a jaterního poškození
Je diferenciační antigen z coelom. epitelial. derivátů výskyt u serosních adenoca, zejména ovaria důležitý pro monitoring průběhu a efektu terapie serózního ca ovaria (sensitivita až nad 80% při 90% specificitě!) falešná pozitivita v přítomnosti ascitu
Squamous cell carcinoma antigen (SCC)
glykoprotein (M.H.42,000D) inhibuje apoptotické proteinázy a podporuje růst tumoru kontaminace kůží nebo slinami působí falešnou positivitu pro monitoring a terapii of squamousníchl ca (cervix uteri (sensitivita 70-85%), squamous cell lung cancer (SCLC - sensitivita 30-40%), ORL tumory ( sensitivita 60%)
Chorionic gonadotropin (HCG)
glykoproteinový hormon (M.H.46,000D) sestává z 2 nekovalentně vázaných jednotek
hCG-specifická antisera jsou přímo proti beta řetězci
je tvořen syncytiotrophoblastem placenty v germ cell tumorech je tvořen trofoblastickými strukturami nebo syncytiotrofoblastickými giant buňkami (seminoma cells) hlavní využití pro dg a monitoring těhotenství
u nepregnantních žen au mužů = maligní tumory 100% sensitivity pro placentální a testikulární choriocarcinomy 97% sensitivitapro hydatidiformní molu, 48 - 86% sensitivita pro non-seminomatosní germ cell tumory
4
Prostate-specific antigen (PSA)
glykoprotein (M.H. 34,000D) je excretor. produktem prostaty (vztah ke kalikreinu) jde o serinovou proteasu částečně je vázán na alfa-1-antichymotrypsin total PSA < 2.5 ng/ml pod 50 let, PSA< 5 nad 50 let důležitý je poměr: free PSA / total PSA (u ca <18%) pro screening, dg a monitoring prostatického ca falešná positivita u prostatitidy a po digitalním vyšetření p.r.
je identický s lehkým řetězcem HLA antigen M.H. 11,800 D nízké koncentrace (free and bound to HLA) jsou prokazovány ve většině tělních tekutin je filtrován glomerularní membránou a je z 99,8% reabsorbován v proximálním tubulu jeho fysiologický poločas (half-life) je pouze 40 minut hraje důležitou roli v imunitní odpovědi (Tlymphocyte activation) pro dg glomerulární a tubulární nefropatie (nestabilita v moči!) pro prognózu non-Hodgkinského lymfomu a mnohočetného myelomu
Biologický poloč poločas tumormarkerů tumormarkerů v séru CEA CA 125 CA 1515-3 CA 1919-9 TPA AFP PSA TG TK
7 - 14 days 2 - 6 days 7 days 4 - 6 days 7 - 8 days 5 days 1 - 3 days 2 days 2 days
b-HCG B2M Prl SCC CT TATI
Je enzym metabolismu glukózy v neuronech
Je tvořen 2 polypeptidovými řetězi (každý má M.H. 39,000 D)
Nalézá se též v neuroendokrinní tkáni, APUD sy (Amine
Precursor Uptake and Decarboxylation), ten je neuroektodermálního původu. Sensitivita pro apudomy je kolem 34% je marker volby pro SCLC ( lung cancer) dg a monitoring je vhodný parameter pro neuroblastom (85%sensitivita) Hemolysa a stání plné krve delší než 1 hod. působí falešnou positivitu.
Tissue polypeptide antigen ( TPA)
Beta-2-microglobulin
Neuron-specific enolase ( NSE)
1h 1h 0,3 h 0,3 h 0,2 h 0,1 h
Tissue polypeptide-specific antigen (TPS)
TPA je keratinový antigen s M.H. 22 000 D patří k proliferačním antigenům zvýšené hladiny nacházíme také u zánětů a benigních chorob plic, jater a urogenitálního traktu pro ca bronchiální má sensitivitu kolem 51% ( dle histologického typu, je vhodným markerem též pro ca močového měchýře TPS je specifickou formou TPA characterizovanou pomocí monoclonálních protilátek proti M3 epitope je vhodný pro monitoring efektu terapie některých solidních tumorů ( prso, ovarium)
CRACTES output Breast carcinoma patient (Female 53 years old, mastectomy May 1994) : Last results from: December 1st, 1995 : CA15-3 : 28.10 suspect concentration (cut off 30) CEA : 3.30 normal concentration TPA : 110.00 suspect concentration (cut off 140) Time dynamics of tumor marker levels: date: CA15-3 CEA TPA 9. 6.94 10.20 . . 22. 6.94 10.10 2.00 . 27. 3.95 13.00 3.00 . 8. 9.95 20.00 . 90.30 1.12.95 28.10 3.30 110.00 Estimated concentrations after 3 months : CA15-3 : 36.20 pathologic concentration CEA : 3.42 normal concentration TPA : 129.70 suspect concentration Disease progression (distant metastases) up to 3 months predicted with probability : 71 % Necessary visit after : 2 weeks (repeating of measurements) Possible locations of metastases : bone, lung, liver, pleura, ovary, soft. tissue, CNS C50 (174,175) ca mammae, breast carcinoma Recommended tumor markers for follow up : CA15-3, TK, TPS (TPA, m-TPA), MCA, CEA (especially for bone metastases), CA125 (for metastases in ovary, pleura, lung), {gGT, ev. AST, ALT for liver metastases; P_III_NP, Osteocalcin for bone metastases} Probability of 5-years survival for breast carcinoma: 75 % Risk periods: 1st year (mostly N+), 2-3 years, 5-6 years after surgery
5
6
